亚历山大·苏沃罗夫《对话》 信用:Unsplash/CC0公共领域 根据最近发表的研究，年长老鼠的精子与年轻老鼠的精子在可能影响胚胎发育的方面有所不同
精子不仅携带基因，还携带决定后代开启或关闭哪些基因的指令
这些方向被称为表观遗传信息
在我们研究的老鼠中，年龄对精子中许多基因的活性有着深远的影响
我们发现年龄特别影响两种表观遗传机制:DNA甲基化，它化学地改变DNA来阻断特定的基因，和小RNA，另一种基因沉默的方法
在发达国家，人们生第一个孩子比以往任何时候都要晚
在美国
S
在过去的三十年里，35岁至44岁的男性生育孩子的数量增加了50%
这种趋势的一个不利方面是，年长父亲怀的孩子有更高的不良健康状况风险
这些疾病包括不同形式的癌症、精神分裂症、自闭症谱系障碍、双相情感障碍和注意力缺陷/多动障碍等
现在很明显，精子传递的信息质量随着年龄的增长而下降
然而，我们仍然不知道这些变化是通过突变的积累还是其他机制发生的
我们的老鼠数据表明表观遗传变化是罪魁祸首之一
在我们的实验中，我们从65天大的老鼠和120天大的老鼠身上收集精子
这些年龄大约相当于20-25岁和40-45岁的人
我们使用基于DNA测序的方法分析了这些动物的精子，发现年长老鼠的精子具有与年轻老鼠非常不同的表观遗传特征——或操作说明
在年龄较大的大鼠中，5319个脱氧核糖核酸位点有不同程度的甲基化，这是一种表观遗传机制，发生在甲基(-CH3)加入脱氧核糖核酸时
因为即使是单个甲基化的例子也可能导致附近基因的关闭，我们发现的位点数量足以影响所有大鼠基因的5%
年长的老鼠精子也有不同浓度的小核糖核酸，这是一大类可以干扰基因表达的小分子
我们发现3
在所有鉴定的小核糖核酸中，6%在老年大鼠中是不同的
像脱氧核糖核酸甲基化一样，小核糖核酸的变化会影响多个基因的活动
利用计算算法，我们确定了受这些表观遗传机制影响的基因——3，066个受脱氧核糖核酸甲基化调控，4，950个受小核糖核酸调控，有显著的重叠
我们发现的大多数基因调节胚胎发育，包括大脑和其他器官的发育
我们的研究只分析精子——不研究后代
但是，知道哪些基因可能被关闭——以及它们的特定功能——让我们可以自信地预测，在年长老鼠的幼崽的发育过程中，会出现什么问题
如果人类也存在同样的机制，精子的表观遗传变化可能是年长父亲怀上的孩子出现某些健康状况的更大风险的部分原因
新的研究表明，类似的年龄相关变化确实发生在人类精子中
但是人类精子的表观遗传学研究还处于起步阶段
与固定的遗传信息不同，表观遗传信息非常灵活，可以被许多生活方式和环境因素改变
我和我的同事们希望我们的研究将有助于开发未来的疗法，这些疗法可以在儿童怀孕前就解决他们的健康问题
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